基于BIM技術在蘭州新區文曲湖高檔住宅的應用

楚英元 2021年11月10號

基于BIM技術在蘭州新區文曲湖高檔住宅的應用

楚英元1

(1.八冶建設集團有限公司第一建設公司,甘肅 蘭州 730101)

[摘要] 蘭州新區文曲湖住宅項目是八冶一建公司首個使用BIM技術的項目,項目屬于高層、結構造型多樣、存在多種異性構造、施工單位及勞務專業隊伍多等特點。本工程在前期應用BIM技術對蘭州新區文曲湖項目進行了三維建模、圖紙會審、三維技術交底等深化設計外,重點在施工階段利用BIM技術進行管理工作,其次還利用Dynamo、智慧平臺、云空間等多種平臺交互方式,實現了BIM+智慧管理。最大限度的降低了工程成本、節約工期,讓項目順利的完成。

 [關鍵詞]住宅;深化設計;三維建模;智慧管理

[中圖分類號]  TU17      [文獻標識碼]     A       [文章編號] 1002-8498(2021)01-0221-04

Application of BIM technology in wenquhu High-grade residence in Lanzhou New District

CHU Yingyuan1

(1.    First Construction Company of Baye Construction Group Co. LTD,Gansu Lanzhou  730101,China)

Abstract: Wenquhu Residential project in Lanzhou New District is the first project using BIM technology of the Eight metallurgical and Construction Company. The project is characterized by high-rise building, diversified structure, diversified structure, multiple construction units and professional labor teams. In the early stage of the project, BIM technology was applied to the in-depth design of Wenquhu Project in Lanzhou New Area, including 3D modeling, drawing review and 3D technical disclosure. Besides, BIM technology was mainly used to manage the project in the construction stage. Secondly, DYNAMIC o, intelligent platform, cloud space and other platform interaction modes were used to realize BIM+ intelligent management. Minimize the cost of the project, save the construction period, so that the smooth completion of the project.

Key words: Residences; Deepening design; Three-Dimensional modeling; Wisdom management

 

1 工程概況


本工程項目位于甘肅省蘭州新區職教園區,包括住宅樓、公寓樓、沿街1-2層商業建筑、1棟高層公寓樓、3棟25層住宅樓、3棟30層住宅樓、3棟33層住宅樓。項目總用地面積約為163畝,其中地上建筑面積199844.05㎡,地下建筑面積40631.54㎡;商業建筑面積12330.78㎡,公寓建筑面積52601.95㎡,住宅建筑面積132452.32㎡,幼兒園建筑面積2459.00㎡。

[作者簡介] 楚英元,工程師,E-mail: 164931356qq. com

1 蘭州新區文曲湖項目效果

2 項目重難點分析

本項目重大危險源包括深基坑、高大模板、塔吊、懸挑架、幕墻工程、以及生活區管理等多個項目,如何保證項目在施工全周期安全生產是本工程的又一難點。施工除了上述的特點和難點外,還具有非常鮮明的以下重難點。

2.1工期緊張、工序復雜

本工程由于工期緊張,多專業穿插施工,工序復雜,分包較多,總包管理難度大。因此本工程充分發揮總包BIM的作用,統籌各專業BIM工作,提前做好對各專業分包的工作要求、各專業的工作計劃、BIM模型的標準、質量的管控要求,制定好分包管理協作流程。

2.2多塔樓工作、場地狹小

本工程施工場地狹小,基坑邊坡線及圍護結構緊鄰紅線,其中1#地塊開挖邊線離紅線最近僅為1.8m,2#地塊北側和東側開挖邊線已超出紅線,3#地塊開挖邊線離紅線最近僅為1.5m,基坑開挖與地下結構施工如何合理穿插作業及工序安排是本工程施工的重點。

利用BIM技術,優化場內施工平面布置,分區分段施工,土方開挖及地下結構施工階段考慮留置部分區域暫不開挖作為施工場地使用;合理穿插施工,保證工作面。

2.3深基坑施工、周邊環境保護

本工程施工基坑面積較大,約6.3萬平米,場地內東西高差較大,基坑開挖深度為5.55m至8.15m,周邊環境復雜,1#地塊北側開挖邊線距離產業園建筑約14m,周邊管線較多,施工時應重點關注基坑開挖時周邊環境的監測、及時處理。

2.4安全文明標準高、質量要求高

本項目為公司重點項目,項目定位高,合同約定本項目的安全質量的管理目標高,需創建甘肅省安全文明工地,甘肅省“飛天獎”、智慧工地;場內狹小,周邊環境較為復雜,安全管理難度較大,建筑單體多,地下室面積大,質量管理難度大。

3 項目總體策劃

本工程在公司層面:公司BIM中心編制了BIM工作實施規劃及管理辦法等文件,用于規范BIM中心運行機制。

項目層面:項目根據自身情況及文曲湖項目節點要求,組織編寫了文曲湖項目BIM實施策劃、BIM實施方案以及各階段的BIM工作計劃等文件,用于明確指導項目的BIM工作開展。因此最終交付的竣工BIM模型須達到LOD400及以上。

通過BIM技術的深入應用,可以實現所有相關當事人之間的信息通信和協作設計,改善建設圖紙和設計質量,解決復雜節點建設處理和安裝問題,綜合改善成品質量。提高施工效率,降低施工費,提高施工質量,實現高品質產品的初衷。蘭州新區文區湖項目BIM技術的實施目標如下表1所示。BIM技術的應用實施流程如表2所示。

表1  蘭州新區文曲湖項目BIM技術應用目標 

實施目標

實現方式

技術創新

精益管理

運用BIM技術創新價值點,實現項目減少資源浪費、提高資源管理效率和精益管理。

應用落地

復制應用

BIM應用的價值必須是可實現的,能夠真正創造價值,并能夠在其他項目中復制和應用。

國內領先

基地示范

該項目應用BIM的深度和廣度,努力成為行業的BIM實證工程。

提升質量

縮短工期

通過BIM技術的應用,改善圖紙和規劃的質量及通信效率,實現施工質量和進度的管理和改善。

表2  蘭州新區文曲湖BIM技術應用實施流程

4 BIM技術應用

4.1 施工場部應用

運用BIM技術,設置三維場景平面,在工程建設的各個階段進行場景模擬設計,在不同的物料碼布局和不同的物料層次上進行物料模擬。在平面布局的各個階段,最終決策優化,在材料流和人力流領域形成最佳解決方案,提高生產和施工效率。

    2蘭州新區文曲湖項目平面布置圖

4.2主要方案三維模擬

1)高支模方案模擬

本工程高8米以上,總承重15kn/㎡以上的高支模存在很多,運用BIM建立專項施工方案及模板系統,使得現場設置過程中可能發生的問題有效解決,確保了模板系統的安全性和穩定性。

3高支模方案模擬圖

2)裝配式吊裝方案模擬

本項目1#、2#樓為裝配式結構,疊合板最重約2.7噸,預制樓梯最重約為5.2噸,需要編制專項施工方案,利用BIM技術對重難點吊裝順序進行方案的模擬,BIM技術的3D可視化,大大提高現場建設人員工作效率。

4裝配式吊裝方案模擬圖

3)深基坑方案模擬

本項目施工基坑面積大,約6.3萬平米,基坑開挖深度為5.55至8.15m,周邊環境復雜,周邊管線較多,利用BIM可視化的特點進行深基坑方案的反復驗證,極大的提高了施工效率。

5深基坑方案模擬圖

4.3三維技術交底應用

項目部在施工方案交底過程中,方案中全部為文字和二維圖片,這就要求被交底人有豐富的工作經驗和讀圖識字能力,方能將文字和二維圖片在自己腦子中轉換為三維實物模型。但是對于一些經驗有所欠缺的工人和管理人員,對于方案的理解就容易出現偏差,進而影響施工質量和安全,造成返工。

通過BIM技術創建節點三維樣板模型及施工動畫視頻,逼真形象的演示施工方案的施工過程,使技術交底更加直觀、易懂,能夠讓現場文化程度較低的農民工更好、更深入、更準確的理解施工方案,從而能夠更好的控制現場的施工質量。

6三維技術模型交底圖

4.4 BIM+VR應用

本項目為提高職工的安全意識和警覺性,項目部門將使用BIM+VR虛擬模擬安全技術,模擬從高空墜落的事故、物體碰撞和觸電受傷,建設人員可以直接感受到“傷害”。通過模擬加強員工的安全意識及掌握部分安全運營技術將現有的“教學”教育轉變為“體驗”教育。

7職工VR體驗圖

4.5 Dynamo參數化應用

在本工程模型搭建中,建模過程中很多批量化的工作可以用Dynamo來實現,洞口標注,管段標注,高架地板排版等。其中為每根柱子設置柱位標識方便模型瀏覽是一項非常必要的工作。整個節點圖可以用Dynamo常用的三段式過程來理解:即數據提取——數據處理——模型賦值;

其中1,3過程為數據提取,2,4為數據處理過程,5為模型賦值。

8 Dynamo三段式過程建模流程圖

4.6 管線優化及預留洞口應用

在完成項目的管道組件優化后,利用Navisworks用于檢查電機組件模型和土建模型之間的碰撞,以在需要建洞的區域進行預設設計。為了避免錯誤的保留和多留或者少留的問題,在管線綜合和凈高優化的基礎上,對需要開洞的墻、梁、板進行定位指導施工。有關孔洞預留的BIM出圖共出具39圖紙。

5 BIM+智慧工地

5.1綠色工地模擬應用

蘭州新區文曲湖項目地處新區市區地核心區,新區政府位于項目北側,周邊有中小學及幼兒園,大型商業區等在此分布,因此項目對揚塵及噪聲需嚴格控制。通過BIM軟件進行揚塵模擬及晝夜噪聲模擬,幫助施工現場指定揚塵降噪施工方案,避免影響附近公共區域的正常使用及活動。

9 北向揚塵模擬效果圖

10 晝夜間噪聲效果圖

5.2智能安全帽應用

人員在場內作業時通過安全帽內的信號裝置,結合BIM模型,可通過安全監控平臺準確定位人員的具體位置、實時路徑。實現遠程協助和巡查、作業人遠脫帽自動報警等功能。

5.3自動計量系統

對進場物料和出場垃圾等材料自動稱重。自定義磅單和報表格式。結合報表查詢打印、交易數據查詢打印支持流程,為計量過程中駕駛員提供語音提示,系統的自動計量系統可節省人力成本,提高計量效率,實現自動信息管理。

5.4 吊鉤可視化

本項目利用智能平臺中的監測功能,自動跟蹤吊鉤視頻子系統中的攝像頭,以根據吊鉤上、下、前和后位置的變化。直觀地了解塔吊工作表面的安全狀況。塔式起重機的主要部件和塔式起重機停用時,我們可以實時監控整個建筑的運作狀態。

11 機械動態監測圖

5.5BIM+全國建筑工人實名制系統

系統可以實現現場人力管理和勞務實名制,通過出入控制系統,系統可以通過軟件和硬件的結合,控制現場人員的出入情況。勞務管理采用產品形式的云。使用物聯網技術與終端、硬件和管理軟件相結合,為勞務管理提供實時、準確的人事信息收集。

圖12 勞務實名制平臺圖

5.6BIM+現場應急預案模擬系統

虛擬模擬在建設中的風險管理中也起著重要的作用,例如,如果在建設中發生火災,就對建設現場的火災現場進行模擬,并制定救助計劃;馂暮头块g的位置標識和控制中心可以及時查詢周邊條件和設備,以及時躲避和提供信息處理。。

圖13 火災仿真模擬圖

5.6BIM+無人機巡視

用無人機拍攝的實況和BIM模型用于比較分析,幫助項目實時控制及施工部署調整,項目調查部門潛在的安全風險,加強過程控制,優化應用軟件體系能夠提供數據支持,得到整個工程的施工圖像,提高了工作效率。

6 結語

蘭州新區文曲湖項目利用數字項目管理平臺在精細化施工上保證了進度的順利進行,由于前期策劃充分,開工前BIM模型全部完成和進行應用。

本工程建設全過程應用BIM技術和智能管理,使這個項目適用的技術、安全、質量、材料、商業及其他管理方面的改善,節省項目費用,達到提高項目管理人才的水平,得到業主的認可,取得好的經濟、社會利益。同時,BIM工程師帶領的BIM協同工作模式培養了大量新技術人才,為公司未來BIM技術的全面推廣與應用奠定了堅實的基礎。

參考文獻

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